|
Д.С. Стрижаков
ООО "Уралдрев-СКМ"
Газовые и тепловоздушные сушильные комплексы
Тепловоздушные сушильные камеры/комплексы
Известно, что к качеству сушки пиломатериалов предъявляются высокие требования. При этом кроме видимых дефектов сушки (трещины, коробление и др.), которые прямо влияют на себестоимость изделий за счет увеличения коэффициента расхода пиломатериалов, большую роль играют влажностные показатели качества высушенной древесины. Достижение требуемого качества пиломатериалов обеспечивается применением специальных температурно-влажностно-временных режимов, конструкцией сушильных камер, в которых должно поддерживаться соответствующее температурно-влажностное поле в сушильном пространстве и грамотным выбором теплового оборудования.
Таким образом, выполнение высоких требований к качеству древесины возможно лишь при условии комплексного решения организационных, технических и технологических элементов сушки.
В настоящее время в массовой сушке пиломатериалов наибольшее распространение получили конвективные лесосушильные камеры. Отопление большинства этих камер либо водяное, либо паровое.
В этом случае возникает необходимость в котельной, строительство или модернизация которой вызывает ряд проблем, которые необходимо решать совместно со строительством сушильной камеры, так как большинство предприятий создается на полностью приведенных в упадок или новых строительных площадках и прокладка тепловых коммуникаций на начальном этапе их деятельности практически невыполнима.
Альтернативой классическому теплоснабжению сушильных камер является обогрев топочными газами и потоками горячего воздуха
Рассмотрим принципиальные схемы газовой, тепловоздушной и калориферной сушильных установок.
Классическая сушилка включает в себя сушильное помещение, котельный агрегат с топкой и водяные или паровые калориферы. В топке при сжигании различного вида топлив образуются раскаленные топочные газы. Затем они поступают к котлу, где превращают воду в пар или просто нагревают ее. Полученные пар или горячая вода по системе трубопроводов поступают в калориферы сушильной камеры, где они отдают свою теплоту агенту сушки. Как видно, вода и пар являются промежуточным теплоносителем, связывающим между собой котел и калорифер, в которых протекают противоположные по направлению процессы поглощения и выделения тепла.
Тепловоздушная сушилка состоит из сушильного помещения, топки и воздушного теплообменника специальной конструкции, предназначенного для нагревания воздуха топочными газами через разделительные стенки. Горячий воздух по системе воздухопроводов поступает в рабочее пространство камеры, смешивается с рециркулирующим агентом сушки. Побуждаемый вентилятором агент сушки проходит через штабель пиломатериалов, где насыщается влагой из древесины и охлаждается. Отработанный агент сушки удаляется из камеры, а некоторая часть его отправляется на повторный разогрев в воздушный теплообменник. Таким образом, в этой схеме исключена потребность в дополнительном калорифере в рабочем пространстве камеры.
Газовые сушильные камеры/комплексыГазовая сушильная установка включает в себя лишь горелочное устройство и сушильное пространство. Такая сушилка работает следующим образом. Топочные газы, получаемые в горелочном устройстве, в смеси со свежим воздухом, подаются в сушильное пространство камеры. Для снижения температуры газов используется сушильный агент рабочего объема камеры, смешивание этих двух компонентов происходит в зоне разряжения рециркуляционного вентилятора. Подготовленный таким образом агент сушки, нагнетается вентилятором к высушиваемому материалу. Пройдя через материал и испарив из него влагу, часть отработанных газов удаляется из камеры, а их большая часть направляется к вентилятору для смешения с топочными газами, то есть для повторного образования сушильного агента.
Таким образом, в газовой сушильной установке отсутствует, как промежуточный теплоноситель (вода или пар), так первичный преобразователь теплоты (котел или воздушный теплообменник). Вследствие чего, общий КПД использования тепла по отношению к исходному топливу увеличивается примерно в два раза, значительно снижается стоимость сооружения установки, не нуждающейся в котельной и сантехнических элементах, возможность быстрого ввода в эксплуатацию сушилки, и, что немаловажно в современных условиях, экологическая чистота процесса, так как нет дымящей трубы котельной.
Продукты полного сгорания обладают всеми физическими свойствами нагретого воздуха, как сушильного агента, имеющего одинаковые теплотехнические характеристики (температуру, энтальпию, отдельные критериальные величины).
Для получения бездымных топочных газов наиболее удобны природные и искусственные газы - их легко транспортировать, процесс их горения стабилен, автоматическое регулирование температуры достигается с помощью стандартных приборов, кроме того, добыча газа в нашей стране непрерывно возрастает при относительно низкой их стоимости.
Как известно, тепловоздушные сушилки более-менее давно выпускаются такими предприятиями как ООО "Макил" (УВН), ООО "Мехмаш", ООО "Босфор" (Мобитес), ООО "Союз" ("Георгий", "Емеля") и многими другими.
Однако следует учесть, что при сушке непосредственно нагретым воздухом и топочными газами возникает необходимость в получении определенных параметров теплоносителя и одновременно в образовании желательных параметров сушильного агента с тем, чтобы увязать процессы горения топлива и сушки материала в единый комплексный процесс. При этом необходимо получить оптимальные параметры процесса горения и одновременно осуществить процесс сушки с наибольшим технико-экономическим и технологическим эффектом.
А вот это противоречие довольно трудно разрешимо. В большинстве выпускаемых в настоящее время тепловоздушных сушильных агрегатах рециркуляция агента сушки осуществляется в вынесенном вне сушильного пространства центробежном вентиляторе, подогрев воздуха происходит в теплообменнике, также вынесенном за пределы сушильной камеры, кроме того, у них имеется отбор агента сушки на поддув топки, что в комплексе принципиально не позволяет достичь и поддержать высокую влажность агента сушки. Таким образом, затруднительно провести прогрев, влаготеплообработку и кондиционирование пиломатериала. Даже применение специальной увлажнительной системы (внутри теплообменника) мало спасает положение - так как становится невозможным сжигать высоковлажные отходы деревообработки. В их классических топках подсушенный опил горит только по поверхности бурта. В процессе горения нижние слои опила пиролизуются, что приводит к закоксовке и далее к выгоранию чугунной колосниковой решетки топки. Эффективность работы такой котельной установки составляет 10-15% номинальной. Сырой опил в колосниковых топках не горит.
Производители рекомендуют в такие моменты переходить на сухое топлива, что крайне неудобно и не всегда выполнимо, а при сжигании хвойных пород появляется опасность засмоления дымовых каналов.
Известно, что в современных камерах должна быть обеспечена равномерная скорость циркуляции воздуха по материалу, а вентиляция камеры должна обеспечивать стабильные параметры агента сушки.
Слабыми звеньями в аэродинамике тепловоздушных камер являются:
- система забора- подачи воздуха для повторного подогрева;
- равномерное распределение и смешение горячего воздуха с агентом сушки;
- конструкция приточно-вытяжных каналов.
Итак, камеры этого типа характеризуются неотработанной конструкцией и технологией сушки и как, следствие, низким качеством (III категория качества).
Нашей целью является исключение вышеуказанных недостатков.
Тепловоздушный сушильный комплекс "Уралдрев-ИНТО" оборудованный компактной универсальной топкой (при габаритах каменноугольной котельной установки мощность топки при работе на древесных отходах на 20% больше), позволяющей сжигать в любом соотношении и практически любой влажности (даже более 60% без предварительной подсушки) кусковые и мягкие отходы деревообработки, лесопиления, различные угли, сланцы и другие виды топлив.
Принцип работы основан на теплообмене между продуктами сгорания отходов деревообработки (сжигаемых в топке горнового горения) и воздухом.
Для увеличения интенсивности горения использована технология горения в "КИПЯЩЕМ СЛОЕ". "КИПЯЩИИ СЛОЙ" (по советской терминологии - псевдокипящий слой) представляет собой вертикальное возвратно-поступательное движение твёрдых частиц в газовом потоке.
Технология горения в кипящем слое позволяет частицам топлива гореть по всей поверхности частицы. В случае горения мелких частиц эффективность горения увеличивается в сотни раз. Горение отходов деревообработки в кипящем слое - это высокотемпературное (1000 °С) бушующее пламя, заполняющее полный объем топки. Мелкофракционное топливо падает сверху, проходя через пламя, частицы нагреваются. В нижней части частицы падают на воздушную подушку, которая их подбрасывает. Совершая возвратно-поступательное движение, частицы топлива нагреваются, высыхают и сгорают.
Преимуществом этой топки является отсутствие подвижных деталей и простота в изготовлении.
Коробление конструкции топки из-за высокого градиента температур отсутствует, благодаря полусвободному креплению колосников. Стабильно-мелкая фракция получаемой золы позволили отказаться от удаления золы из топки, что привело к стабильной работе котельной установки (воздухонагреватель устойчиво работает при любой потребляемой мощности от 10 до 100% номинальной), а низкая теплопроводность золы позволила полностью отказаться от классической колосниковой решетки, она заменена стальной цилиндрической решеткой.
Это решение позволило обеспечить стабильные тепловлажностные параметры теплоносителя, и, соответственно, агента сушки, что в сочетании с оригинальной системой забора-подачи воздуха, обеспечивающей равномерное распределение и смешение горячего воздуха с агентом сушки и запатентованной конструкцией приточно-вытяжных каналов, гарантирует качество высушенных материалов по второй категории.
Значительный интерес у производственников вызывает также возможность энерготехнологического использования древесного топлива путем его предварительной газификации и последующего его сжигания в горелках газовых сушилок и генераторах электрической энергии. Данное технологическое решение позволит предприятиям, установившим у себя камеры, работающие на природном газе, в будущем, при резком взлете цен на энергоносители, полностью обеспечивать себя теплом и электроэнергией.
В комплексы входит современная сушильная камера, то есть стационарное или мобильное строения, оснащенное вентиляторами, устройствами для направления потока, нагрева и управления влажностью воздуха.
Температура внутри такой камеры обычно, в зависимости от стадии процесса сушки, находится в пределах от 40°С до 100°С. Причем температура и влажность воздуха в камерах управляется автоматической системой, включающей в себя устройства для измерения параметров агента сушки в камере и параметров влажностного состояния древесины.
Такие системы позволяют документировать весь процесс сушки и осуществлять первичный контроль качества.
Преимущества новых сушильных комплексов:
- предельная дешевизна получаемой тепловой энергии;
- утилизация всех отходов деревообработки и другого низкосортного топлива;
- надежно работают на топливе повышенной влажности (более 60%);
- не боится размораживания в отличие от водяных систем;
- минимальные капитальные и эксплуатационные расходы;
- высокая культура производства;
- минимальное электропотребление;
- минимальные габариты;
- быстрый монтаж;
- комплексы не подлежат регистрации Госкотлнадзоре;
- срок окупаемости менее одного года.
Такие компактные сушильные комплексы надежно обеспечат сухими пиломатериалами небольшое производство.
 Назад
Вы можете задать интересующий вопрос, воспользовавшись этой формой. Наши специалисты ответят вам в течении рабочего дня.
|
|
